Kemiske egenskaber af alkaner

Metan og dens homologer kaldes begrænsende(mættede) paraffincarbonhydrider eller alkaner. Sidstnævnte organiske stoffer (har den almene kemiske formel CnH2n + 2, som afspejler mætning af molekylerne, atomer, der er forbundet med kovalente bindinger enkle carbon-hydrogen eller carbon-carbon) er tildelt i overensstemmelse med den internationale nomenklatur for kemiske forbindelser. De har to hovedkilder: råolie og naturgas. Egenskaber af alkaner i homolog række i molekylet med stigende antal carbonatomer skiftes regelmæssigt.

De første fire repræsentanter for homologi serienhar historisk dannede navne. Carbonhydrider, bag dem er angivet med græske tal slutter -en. Den relative molekylvægt af hver successiv carbonhydrid forskelligt fra det foregående med 14 amu Fysiske egenskaber af alkaner, såsom smeltepunkt (størkning) og kogning (kondensering), tætheden og brydningsindekset stigning med stigende molekylvægt. Med metan butan - gasser med pentan ved pentadecan-væske, efterfulgt af de faste stoffer. Alle paraffiner er lettere end vand og opløses ikke i den. Alkanerne indbefatter:

• CH4 er methan;
• C2H6 - ethan;
• C3H8 - propan;
• C4H10 er butan;
• C5H12 - pentan;
• C6H14 - hexan;
• C7H16 - heptan;
• C8H18 - octan;
• C9H20 - nonan;
• C10H22-dekan;
• C11H24 - undecan;
• C12H26 - dodecan;
• C13H28 - tridecan;
• C14H30 - tetradecan;
• C15H32 - pentadecan;
• C16H34 - hexadecan;
• C17H36 - heptadecan;
• C18H38 - octadecan;
• C19H40 - nonadecan;
• C20H42 - eikozan og så videre.

De kemiske egenskaber af alkaner er laveaktivitet. Dette forklares af den relative styrke af ikke-polære C-C og lavpolære C-H-bindinger såvel som mætning af molekyler. Alle atomer er forbundet med enkelt σ-bindinger, som er vanskelige at ødelægge på grund af deres lave polariserbarhed. Deres brud kan kun realiseres under visse betingelser med dannelsen af ​​radikaler, som bærer navnene på de tilsvarende paraffinforbindelser med udskiftningen af ​​slutningen. For eksempel propan-propyl (C3H7-), ethan-ethyl (C2H5-), methan-methyl (CH3-) og så videre.

De kemiske egenskaber af alkaner indikerer inertiaf disse forbindelser. De er ikke i stand til at slutte sig til reaktioner. Udskiftningsreaktioner er typiske for dem. Oxidation (forbrænding) forekommer kun paraffiniske carbonhydrider ved forhøjet temperatur. De kan oxideres til alkoholer, aldehyder og syrer. Som et resultat kreginga (proces termisk spaltning af kulbrinter) højere alkaner ved en temperatur på 450 til 550 ° C kan danne mættede carbonhydrider med en lavere molekylvægt. Med forhøjelsen af ​​den termiske nedbrydningstemperatur kaldes pyrolyse.

De kemiske egenskaber af alkaner afhænger ikke kun aftal i molekylet af carbonatomer, men også fra strukturen. Alle normale paraffiner kan separeres (et C-atom kan være forbundet med ikke mere end to carbonatomer) og iso-struktur (C-atom kan tilsluttes fire andre C-atomer gennem dette molekyle har en rumlig struktur). For eksempel pentan, 2,2-dimethylpropan har den samme molekylvægt og den kemiske formel C5H12, men de kemiske og fysiske egenskaber adskiller de sig: smeltepunktet minus 129,7 ° C og minus 16,6 ° C, 36,1 ° C Kogepunkt og henholdsvis 9,5 ° C. Isomerer lettere at indgå kemiske reaktioner end den normale struktur af carbonhydriderne med det samme antal atomer C.

De karakteristiske kemiske egenskaber ved alkaner ersubstitutionsreaktion, der omfatter halogenering eller sulfonering. Omsætningen af ​​chlor med paraffin med et radikal mekanisme under påvirkning af varme eller lys genereret chloreret methan: chlormethan CH3Cl, dichlormethan CH2Cl2, CHCl3 trichlormethan og carbontetrachlorid CCl4. Når sulfoneringsmetoder alkaner under UV-lys, opnås sulfonylchlorider: R-H + SO2 + Cl2 → R-SO2-CI + HCI. Disse stoffer anvendes til fremstilling af overfladeaktive stoffer.